JuSER - Forschungszentrum Jülich

InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnisDanksagungInhaltsverzeichnisAbkürzungsverzeichnisIIIIVI1 Einleitung 12 Zielsetzung der Arbeit 53 Stand des Wissens 73.1 Biologische Grundlagen 73.1.1 Das Bakterium Escherichia coli 73.1.2 Stoffwechselwege in E. coli 73.1.3 Shikimat-Biosyntheseweg in E. coli 103.1.4 E. coli als Produktionsstamm 123.1.5 Prozesstechnische Optimierungen bei E. coli Produktionsstämmen 133.1.6 Struktur und physiologische Bedeutung der trans-Cyclohexadien-Derivaten 143.1.7 Mikrobieller Zugang zu den Cyclohexadien-Derivaten 143.2 Chemische Grundlagen 163.2.1 Verfahren zur chemischen Synthese von Cyclohexadien-Derivaten 163.3 Verfahrenstechnische Grundlagen der Produktabtrennung 173.3.1 Grundlagen der Extraktion 173.3.2 Grundlagen der Reaktivextraktion 183.3.2.1 Reaktivextraktion als ein Verfahren zur in situ Produktgewinnung 193.3.2.2 Lipophile Gegenionen bei der Reaktivextraktion 203.3.2.3 Lösungsmittel bei der Reaktivextraktion 213.3.2.4 Reaktivextraktion der trans-Cyclohexadiendiole 223.3.2.5 Theorie des Stoffübergangs 253.3.2.6 Aufbau der Flüssig-Flüssig-Extraktoren 273.3.2.7 Theorie der Phasentrennung 283.4 Reaktionstechnische Grundlagen 293.4.1 Prozessführung im Bioreaktor 293.4.2 Kinetische Parameter 313.4.3 Bilanzierung des Kohlenstoffs 333.5 Grundlagen der „Metabolischen Stoffflussanalyse“ 343.5.1 Praktische Umsetzung der 13 C-Stoffflussanalyse 344 Material und Methoden 374.1 Das biologische System 374.1.1 E. coli Überproduzenten 374.1.2 Stammhaltung und Vorkultivierung 384.2 Analytische Verfahren 384.2.1 Bestimmung der off-line Werte 384.2.1.1 High-Performance-Liquid-Chromatography (HPLC) 394.2.1.2 1 H-NMR-Messung 394.2.2 Bestimmung der on-line Werte 404.2.2.1 Messdaten vom Bioreaktor 404.2.2.2 Bestimmung der Glukosekonzentration 41III